Руководство к решению задач по механике материалов и конструкций. Егодуров Г.С - 59 стр.

UptoLike

Рубрика: 

59
= 0
b
M , lllll
eaaee
qRRqq
6
5
03
2
3
2
==+ .
Проверка:
= 0
y
F ,
0
6
1
6
5
=+ lll
eee
qqq
.
На основании (3.5) составляем уравнение изогнутой оси балки на последнем участке:
2
)2(
24
)2(
24
)(
66
5
2
2
44
3
00
l
l
ll
l
+
++=
z
q
zqzq
z
qzEIVEIVEI
e
ee
exxx
ϑ
.
Граничные условия:
при
0=z 0
0
=
=
VV ,
l3
=
z 0
=
V .
Используя второе условие, получаем
22424
16
6
27
6
5
30
44
44
0
ll
lll
ee
eex
qq
qqEI ++=
ϑ
,
откуда
3
0
72
63
l
ex
qEI =
ϑ
. Начальные параметры
0
0
=
V ,
x
e
EI
q
2
3
7
6
3
0
l
=
ϑ
.
После подстановки начальных параметров уравнения, определяющие
V и
ϑ
в любом
сечении балки, приобретают вид
III
ee
II
e
I
e
ex
zqzqzqzq
zqVEI |
2
)2(
24
)2(
|
24
)(
|
36
5
72
63
22443
3
lllll
l
+
+=
IIIe
e
II
e
I
e
ex
zq
zqzqzq
qEI |)2(
6
)2(
|
6
)(
|
12
5
72
63
2
332
3
ll
lll
l
+
+=
ϑ
.
Римские цифры показывают, какие части общих уравнений для
V
и
ϑ
справедливы
при вычислении перемещений и углов поворота на I, II, и III участках.
Осевой момент инерции сечения
10
4343
1037
64
)1010(
12
)1015(
=
=
π
x
I м4.
Определяем прогиб балки в сечении
c при lz
=
x
e
ee
x
c
EI
q
qq
EI
V
4
44
72
53
36
5
72
631
l
ll
=
+= ,
8108
103710272
2,010553
3
1011
43
==
=
мV
c
мм.
Сечение
c переместилось вниз. Угол поворота сечения e при
l
z 2= :
x
ee
ee
x
e
EI
qq
qq
EI 8
5
6
)2(
12
5
72
631
33
23
ll
lll
=
+=
ϑ
,
007,0
10371028
2,01055
1011
33
=
=
e
ϑ
рад.
Сечение
e повернулось против хода часовой стрелки.
Пример 3.8. Для заданной на рис.3.11,а балки определить перемещение
c
V сечения c
и угол поворота
b
ϑ
сечения b . Задачу решать методом МораВерещагина. Дано: 10
=
e
q
кН/м;
5
102 =E МПа; 20=b мм; 2,0
=
l м.
                                                                  3                    5
                           ∑M   b   = 0,             qe l 2 + qe l l − Ra 3l = 0 → Ra = qe l .
                                                                  2                    6
        Проверка:
                               5               1
        ∑F   y   = 0,
                               6
                                 qe l − qe l + qe l = 0 .
                                               6
       На основании (3.5) составляем уравнение изогнутой оси балки на последнем участке:
                            5    z 3 q ( z − l) 4 qe ( z − 2l) 4            ( z − 2l) 2
EI xV = EI xV0 + EI xϑ0 z + qe l − e               +              − qe l 2              .
                            6    6          24            24                     2
Граничные условия:
                              при z = 0 V = V0 = 0 ,
                                        z = 3l V = 0 .
       Используя второе условие, получаем
                                                5    4 27   16          q e l 4 qe l 4
                              0 = EI xϑ0 3l + qe l        −    qe l +
                                                                   4
                                                                                −         ,
                                                6      6 24               24        2
                           63
       откуда EI xϑ0 = − qe l 3 . Начальные параметры
                           72
                                                V0 = 0 ,
                                                6 3qe l 3
                                            ϑ0 = −          .
                                                7 2 EI x
      После подстановки начальных параметров уравнения, определяющие V и ϑ в любом
сечении балки, приобретают вид
                       63           5q lz 3         q ( z − l) 4           q ( z − 2l) 4 qe l 2 ( z − 2l) 2
              EI xV = − qe l 3 z + e          |I − e               | II + e                −                | III
                       72              36                 24                    24                     2
                63       5q lz 2        q ( z − l) 3          q ( z − 2l) 3
      EI xϑ = − qe l 3 + e        |I − e              | II + e                − qe l 2 ( z − 2l) | III .
                72         12                 6                       6
      Римские цифры показывают, какие части общих уравнений для V и ϑ справедливы
при вычислении перемещений и углов поворота на I, II, и III участках.
      Осевой момент инерции сечения
                                    (15 ⋅ 10 −3 ) 4       (10 ⋅ 10 −3 ) 4
                            Ix =                    −π                     = 37 ⋅ 10 −10 м4.
                                         12                    64
      Определяем прогиб балки в сечении c при z = l
                                       1  63                  5        4       53 qe l 4
                             Vc =           − q e l + qe l  = −
                                                          4
                                                                                            ,
                                      EI x  72               36                72 EI x
                                     53 ⋅ 5 ⋅ 10 3 ⋅ 0,2 4
                                Vc = −                      = −8 ⋅ 10 −3 м = −8 мм.
                                72 ⋅ 2 ⋅ 1011 ⋅ 37 ⋅ 10 −10
        Сечение c переместилось вниз. Угол поворота сечения e при z = 2l :
                               1  63                  5            q l 3  5q l 3
                         ϑe =       −     qe l 3 + qe l(2l) 2 − e  = e ,
                              EI x  72               12               6  8 EI x
                                        5 ⋅ 5 ⋅ 103 ⋅ 0,23
                                           ϑe =                = 0,007 рад.
                                    8 ⋅ 2 ⋅ 1011 ⋅ 37 ⋅ 10 −10
        Сечение e повернулось против хода часовой стрелки.
        Пример 3.8. Для заданной на рис.3.11,а балки определить перемещение Vc сечения c
и угол поворота         ϑb сечения b . Задачу решать методом Мора – Верещагина. Дано: qe = 10
кН/м; E = 2 ⋅10 МПа; b = 20 мм; l = 0,2 м.
                   5




                                                        59